CN112741630A - 一种戒毒检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种戒毒检测系统及方法，应用于生理电信号处理技术领域，包括：中央处理模块、建立基准生理电信号模块、测试生理电信号获取模块、冥想生理电信号获取模块和系统结束模块。本发明能即时看到戒毒治疗的结果变化，降低戒毒人员的焦虑和抑郁，提升戒毒人员的注意力可以提高用户戒毒的效率。
Description
技术领域
本发明涉及生理电信号处理技术领域，更具体的说，涉及一种戒毒检测系统及方法。
背景技术
应用脑电波进行心理疾病的检测和治疗的原理是人类感受到外部世界的刺激会在脑电波信号上有所反映，而且这些变化是被测试者不容易控制的。脑电波是指人体大脑内的神经细胞活动时所产生的电气性摆动。脑波按照频率可分：β波(显意识)、α波(桥梁意识)、θ波(潜意识)及δ波(无意识)。心电信号是众多心肌细胞电激动的综合体现，宏观上表现为生物电信号。大量的心肌细胞同步进行以上状态的转换就会产生连续变化的周期性电信号。经过人体内导电组织及体液传导至人体体表，在体表相异的两点就会形成电压。皮肤电活动汗腺自主神经的活动反映在表面的可测量的皮肤电导变化上被称为皮肤电活动(lectrodermal activity，EDA)。EDA结合了基底皮肤传导水平(skin conduction level，SCL)的缓慢变化和皮肤电反应(galvanic Skin response，GSR)，即皮肤电活动的测量主要是包括相位态和静息态的皮肤电活动。EDA反映出自主神经系统中交感神经系统的活动，而且汗腺无副交感神经支配，反应交感神经节后纤维功能状态的表皮电位，可由内源性或外源性的刺激所诱发，是一项比较客观的生理指标。
吸毒是全球性公害。有研究表明，药物复吸的行为本质上是一种决策障碍。目前，物质使用障碍者的躯体戒断症状可借助药物帮助，但心理渴求尚缺乏有效的药物治疗，因此心理行为治疗和运动等成为降低渴求、预防复吸的主要干预手段。在我国，强制隔离戒毒和重新将毒品及其相应的刺激与让人厌恶的场景重新建立链接是目前最主要的心理行为治疗方式。但是，吸毒患者有很大部分是为了缓解焦虑和抑郁而吸毒，以上两种方式造成的焦虑容易造成负反馈，加重患者的焦虑和抑郁，不利于治疗的初衷，也容易降低戒毒治疗的效果。心理行为治疗和运动等成为降低渴求、预防复吸的主要干预手段。强制隔离戒毒和重新将毒品及其相应的刺激与让人厌恶的场景重新建立链接是目前最主要的心理行为治疗方式。
冥想对于戒毒有一定的作用。但是，目前仍然缺少合适的方法来检测冥想戒毒的效果。但是，由于没有强制隔离，目前仍然缺少合适的方法来提高冥想戒毒的效率。
此外，目前毒瘾渴求度的评估主要是基于VAS等主观量表，由于患者不能或不愿报告主观渴求时，渴求的评估可能导致结果与真实情况偏离。此外，渴求的多变性和及时/瞬时性的特性需要更加可靠的评估方法。客观地量化渴求度对防复吸工作非常有意义，有利于对潜在复发/复吸人员采取有针对性的干预方案，有利于降低复发/复吸率。
因此，提出一种戒毒检测系统及方法，能够有效和客观的检测戒毒效果，提高戒毒成功率，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种戒毒检测系统及方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种戒毒检测系统，包括：
中央处理模块；
建立基准生理电信号模块，与所述中央处理模块的第一通信端口连接，用于利用未受吸毒刺激信号时测试者的生理电信号建立基准生理电信号；
测试生理电信号获取模块，与所述中央处理模块的第二通信端口连接，用于获取在所述吸毒刺激信号下测试者的测试生理电信号；
冥想生理电信号获取模块，与所述中央处理模块的第三通信端口连接，用于获取未脱敏测试者冥想过程的冥想生理电信号；
系统结束模块，与所述中央处理模块的第四通信端口连接，用于接收所中央处理模块发送的结束命令来结束检测过程并输出检测结果。
优选的，所述中央处理模块包括：
测试结束判断单元；
测试生理电信号分析单元，与所述测试结束判断单元的第一通信端口连接，用于所述测试生理电信号与所述基准生理电信号进行比较；
冥想生理电信号分析单元，与所述测试结束判断单元的第二通信端口连接，用于对所述冥想生理电信号进行计算，判断冥想过程的有效性。
优选的，所述中央处理模块还包括：
冥想生理电信号测试次数控制单元，与所述测试结束判断单元的第三通信端口连接，用于记录所述冥想过程次数并限定所述冥想过程次数。
优选的，所述测试生理电信号获取模块包括心电信号采集设备、脑电信号采集设备和皮肤电信号采集设备的一种或多种。
优选的，所述冥想生理电信号获取模块包括心电信号采集设备、脑电信号采集设备和皮肤电信号采集设备的一种或多种，并与所述冥想生理电信号获取模块一一对应。
一种戒毒检测方法，具体包括如下步骤：
建立基准生理电信号步骤：利用生理电信号采集设备获取未受吸毒刺激信号时测试者的生理电信号，利用上述生理电信号建立基准电信号；
获取测试生理电信号步骤：利用生理电信号采集设备获取在吸毒刺激信号下测试者的生理电信号，上述生理电信号为测试生理电信号；
测试生理电信号分析步骤：将测试生理电信号与基准生理电信号进行比较并获得比较结果，并对比较结果进行判定，若比较结果未超过基准生理电信号阈值，则测试者脱敏成功，进入检测结束步骤，否则，进入获取冥想生理电信号步骤；
获取冥想生理电信号步骤：利用生理电信号采集设备获取测试者冥想过程的生理电信号，获得冥想生理电信号；
冥想生理电信号分析步骤：对获取的冥想生理电信号与测试生理电信号进行比较，判断冥想生理电信号是否有效，若有效则进入获取测试生理电信号步骤，若无效，则进入检测结束步骤。
优选的，还包括冥想生理电信号获取次数控制步骤：当冥想生理电信号有效时，记录冥想生理电信号测试次数，若超过门限次数，则结束检测过程，否则，进入获取测试生理电信号步骤。
经由上述的技术方案可知，本发明提供了一种戒毒检测系统及方法，与现有技术相比，取得的有益效果为：即时看到戒毒治疗的结果变化，降低戒毒人员的焦虑和抑郁，提升戒毒人员的注意力可以提高用户戒毒的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1一种戒毒检测系统结构示意图；
图2为本发明实施例1中央处理模块结构示意图；
图3为本发明实施例2戒毒检测方法流程图；
图4为本发明实施例2另一种戒毒检测方法流程图；
图5为本发明实施例2另一种戒毒检测方法流程图；
图6为本发明实施例2另一种戒毒检测方法流程图；
图7为本发明实施例2另一种戒毒检测方法流程图；
图8为本发明实施例2另一种戒毒检测方法流程图；
图9为本发明实施例2另一种戒毒检测方法流程图；
图10为本发明实施例2另一种戒毒检测方法流程图；
图11为本发明实施例2另一种戒毒检测方法流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参照附图1所示，本实施例公开了一种戒毒检测系统，包括：
中央处理模块；
建立基准生理电信号模块，与中央处理模块的第一通信端口连接，用于利用未受吸毒刺激信号时测试者的生理电信号建立基准生理电信号；
测试生理电信号获取模块，与中央处理模块的第二通信端口连接，用于获取在吸毒刺激信号下测试者的测试生理电信号；
冥想生理电信号获取模块，与中央处理模块的第三通信端口连接，用于获取未脱敏测试者冥想过程的冥想生理电信号；
系统结束模块，与中央处理模块的第四通信端口连接，用于接中央处理模块发送的结束命令来结束检测过程并输出检测结果。
在一个具体实施例中，参照附图2所示，中央处理模块包括：
测试结束判断单元；
测试生理电信号分析单元，与测试结束判断单元的第一通信端口连接，用于测试生理电信号与基准生理电信号进行比较；
冥想生理电信号分析单元，与测试结束判断单元的第二通信端口连接，用于对冥想生理电信号进行计算，判断冥想过程的有效性；
冥想生理电信号测试次数控制单元，与测试结束判断单元的第三通信端口连接，用于记录冥想过程次数并限定冥想过程次数。
在一个具体实施例中，测试生理电信号获取模块包括心电信号采集设备、脑电信号采集设备和皮肤电信号采集设备的一种或多种。
在一个具体实施例中，冥想生理电信号获取模块包括心电信号采集设备、脑电信号采集设备和皮肤电信号采集设备的一种或多种，并与冥想生理电信号获取模块一一对应。
在一个具体实施例中，输入刺激源的设备可以是智能移动设备/电脑/摄像头拍摄/VR设备。刺激源可以是吸毒相关的商品照片/视频/文字/场景。VR设备的输入刺激强度可以根据治疗效果调整。
实施例2
参照附图3，本发明实施例公开了一种戒毒检测方法，具体包括如下步骤：
建立基准生理电信号步骤：利用生理电信号采集设备获取未受吸毒刺激信号时测试者的生理电信号，利用上述生理电信号建立基准电信号；
获取测试生理电信号步骤：利用生理电信号采集设备获取在吸毒刺激信号下测试者的生理电信号，上述生理电信号为测试生理电信号；
测试生理电信号分析步骤：将测试生理电信号与基准生理电信号进行比较并获得比较结果，并对比较结果进行判定，若比较结果未超过基准生理电信号阈值，则测试者脱敏成功，进入检测结束步骤，否则，进入获取冥想生理电信号步骤；
获取冥想生理电信号步骤：利用生理电信号采集设备获取测试者冥想过程的生理电信号，获得冥想生理电信号；
冥想生理电信号分析步骤：对获取的冥想生理电信号与测试生理电信号进行比较，判断冥想生理电信号是否有效，若有效则进入获取测试生理电信号步骤，若无效，则进入检测结束步骤。
在一个具体实施例中，还包括冥想生理电信号获取次数控制步骤：当冥想生理电信号有效时，记录冥想生理电信号测试次数，若超过门限次数，则结束检测过程，否则，进入获取测试生理电信号步骤。
在一个具体实施例中，建立基准生理电信号步骤中基准生理电信号建立如下：
1)建立基准脑电信号：
基准脑电信号是在没有输入任何吸毒相关的刺激信号下，某个特定频段的脑电信号强度或者脑电信号组合的强度/强度平均值(平均值可以是指定时间内的平均。例如1分钟内)
基准信号一：α波振幅或者功率谱强度/强度平均值；
基准信号二：δ波振幅或者功率谱强度/强度平均值；
基准信号三：β波振幅或者功率谱强度/强度平均值；
基准信号四：θ波振幅或者功率谱强度/强度平均值；
基准信号五：γ波振幅或者功率谱强度/强度平均值；
基准信号六：β/α的值/平均值；
2)建立基准心电信号：
基准心电信号是在没有输入任何吸毒相关刺激信号下的心电信号。首先获取心电数据，然后分析心率，heart rate(HR)和心率变异性heart reate variability(HRV)。
基准信号一：HeartRate,HR心率；
基准信号二：极低频段，very low frequency band(VLF),0–0.04Hz的功率；
基准信号三：低频段,low frequency band(LF),0.04–0.15Hz的功率和/或LF归一化值；
基准信号四：高频段,high frequency band(HF),0.15–0.4Hz的功率和/或HF归一化值；
基准信号五：LF/HF功率比值；
·总功率(totalpower,TP)：截取频率为<0.4Hz的功率谱面积
·高频功率(high frequency power,HF)截取频率为0.15-0.4Hz的功率谱面积。
·低频功率(low frequency power,LF)：截取频率为0.04-0.15Hz的功率谱面积
·极低频功率(very low frequency power,VLF)：截取频为0.003-0.04Hz的功率谱面积
·LF归一值＝LF/(TP-VLF)
·HF归一值＝HF/(TP-VLF)
3)建立基准心电皮肤信号
基准皮肤电活动信号是在没有输入任何吸毒相关刺激信号下，与脑电、心电同步测量皮肤电活动。
基准信号一：GSR皮肤电反应的均值；
基准信号二：SCL皮肤电导水平的均值；
采用两个分别置于第二、第三手指的电级夹，与脑电和心电同步测量。
在一个具体实施例中，测试生理电信号分析步骤包括下面两种方法的结果独立输出或者组合输出：基于规则的方法和基于机器学习的方法。组合输出可以是两种方法判断有一种判断失败则组合判断失败，或者两种方法判断有一种判断成功则组合判断成功。
其中，1、基于规则的方法包括：
1)判定脑电变化超过阀值规则包括满足下列一个或者多个规则。
(规则可以概括为：判断某个特定频段的脑电信号强度或者脑电信号组合的强度/强度是否高于或者低于之前的对应的基准信号值，含义是符合这个规则就是受到了吸毒信息的刺激)
规则一：α波振幅或者功率谱强度/强度平均值低于对应基准信号值；
规则二：δ波振幅或者功率谱强度/强度平均值低于对应基准信号值；
规则三：β波振幅或者功率谱强度/强度平均值高于对应基准信号值；
规则四：θ波振幅或者功率谱强度/强度平均值高于对应基准信号值；
规则五：γ波振幅或者功率谱强度/强度平均值高于对应基准信号值；
规则六：β/α的值/平均值高于对应基准信号值；
判断是否有变化可以统计在一段时间里满足规则的次数。比如统计了N次，满足规则M次，M/N超过一个门限(包括但是不限于40％)即为有变化。可以是一个信号一个独立门限。各个独立门限值可以相同，也可以不同。
2)判定心电变化超过阀值规则包括满足下列一个或者多个规则(规则可以概况为下列指标高于或低于基准信号)。
规则一：Heart Rate,HR心率高于基准信号；
规则二：极低频段，very low frequency band(VLF),0–0.04Hz的功率高于基准信号；
规则三：低频段,low frequency band(LF),0.04–0.15Hz的功率和/或LF归一值低于基准信号；
规则四：高频段,high frequency band(HF),0.15–0.4Hz的功率和/或HF归一值均高于基准信号；
规则五：LF/HF功率比值低于基准信号；
判断是否有变化可以统计在一段时间里满足规则的次数。比如统计了N次，满足规则M次，M/N超过一个门限(包括但是不限于40％)即为有变化。可以是一个信号一个独立门限。各个独立门限值可以相同，也可以不同。
3)判定皮肤电信号变化超过阀值规则包括满足下列一个或者多个规则(规则可以概括为以下指标超过或低于基准信号)。
GSR皮肤电反应的均值低于基准信号；
SCL皮肤电导水平的均值高于基准信号；
判断是否有变化可以统计在一段时间里满足规则的次数。比如统计了N次，满足规则M次，M/N超过一个门限(包括但是不限于40％)即为有变化。可以是一个信号一个独立门限。各个独立门限值可以相同，也可以不同。
2、基于机器学习的方法：采用已经训练好的机器学习模型(心里渴求度的量化模型)，输入机器学习对应的数据参数(包括但是不限于脑电信号，心电信号，皮肤电信号，用户的性别，年龄，性别，戒断时间)，直接采用机器学习模型(心里渴求度的量化模型)的输出结果作为此方法的结果。机器学习模型(心里渴求度的量化模型)包括通用模型和专用模型的一种或多种。
通用模型包括：规则通用模型、量表通用模型与量表和规则通用模型。
1)根据规则建立规则通用模型方法如下：
收集刺激源信息：通过毒瘾大数据平台获取诱导成瘾记忆的刺激信号和情景因素，如：场所、器具和行为等。
建立测试环境：将场所、器具和行为等按一定的类型和强度组合成诱导高中低诱导线索，设定情景，拍摄成全景真人视频。
收集生理电信号：将中性环境视频以及上述真人视频呈现给戒断对象(可选的，可以采用VR实现沉浸式体验)，同步记录其脑电、心电等信号。
确定生理电信号和标注：渴求度分数的平均就是对应生理电信号/生理电信号平均的标注。确定生理电信号对应标注通过规则建立。
当收集到的生理电信号和标注足够多时，可以建立量化模型。量化模型的建立可以采用机器学习模型。
2)根据量表建立量表通用模型方法如下：
收集刺激源信息：通过毒瘾大数据平台获取诱导成瘾记忆的刺激信号和情景因素，如：场所、器具和行为等。
建立测试环境：将场所、器具和行为等按一定的类型和强度组合成诱导高中低诱导线索，设定情景，拍摄成全景真人视频。
收集量表：针对高中低诱导线索戒断对象对自己的渴求度打分。渴求度越大，分数越高。可以采用百分制，十分制，五分制。
收集生理电信号：将中性环境视频以及上述真人视频呈现给戒断对象(可选的，可以采用VR实现沉浸式体验)，同步记录其脑电、心电等信号。
确定生理电信号和标注：渴求度分数的平均就是对应生理电信号/生理电信号平均的标注。确定生理电信号对应标注可以通过量表建立
当收集到的生理电信号和标注足够多时，可以建立量化模型。量化模型的建立可以采用机器学习模型。
3)根据量表和规则建立量表和规则通用模型
收集刺激源信息：通过毒瘾大数据平台获取诱导成瘾记忆的刺激信号和情景因素，如：场所、器具和行为等。
建立测试环境：将场所、器具和行为等按一定的类型和强度组合成诱导高中低诱导线索，设定情景，拍摄成视频(可以是真人视频，也可以是动画)。
收集生理电信号：将中性环境视频以及上述真人视频呈现给戒断对象(可选的，可以采用VR实现沉浸式体验)，同步记录其脑电、心电等信号。
收集量表：针对高中低诱导线索戒断对象对自己的渴求度打分。渴求度越大，分数越高。可以采用百分制，十分制，五分制。
确定生理电信号和标注：渴求度分数或分数的平均就是对应生理电信号/生理电信号平均的标注。确定生理电信号对应标注可以通过量表和规则分别建立，再把分数加权平均。
当收集到的生理电信号和标注足够多时，可以建立量化模型。量化模型的建立可以采用机器学习模型。
4)根据量表建立量表专用模型方法如下：
收集刺激源信息：通过毒瘾大数据平台获取诱导成瘾记忆的刺激信号和情景因素，如：场所、器具和行为等。
建立测试环境：将场所、器具和行为等按一定的类型和强度组合成诱导高中低诱导线索，设定情景，拍摄成全景真人视频。
收集量表：针对高中低诱导线索戒断对象对自己的渴求度打分。渴求度越大，分数越高。可以采用百分制，十分制，五分制。
收集生理电信号：将中性环境视频以及上述真人视频呈现给戒断对象(可选的，可以采用VR实现沉浸式体验)，同步记录其脑电、心电等信号。
确定生理电信号和标注：渴求度分数就是对应生理电信号/生理电信号平均的标注。确定生理电信号对应标注可以通过量表建立。
当收集到的生理电信号和标注足够多时，可以建立量化模型。量化模型的建立可以采用机器学习模型。
在另一个具体实施例中，参照附图4-11所示，公开了多种戒毒检测方法流程。
对所公开的实施例的上述说明，按照递进的方式进行，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种戒毒检测系统，其特征在于，包括：
中央处理模块；
建立基准生理电信号模块，与所述中央处理模块的第一通信端口连接，用于利用未受吸毒刺激信号时测试者的生理电信号建立基准生理电信号；
测试生理电信号获取模块，与所述中央处理模块的第二通信端口连接，用于获取在所述吸毒刺激信号下测试者的测试生理电信号；
冥想生理电信号获取模块，与所述中央处理模块的第三通信端口连接，用于获取未脱敏测试者冥想过程的冥想生理电信号；
系统结束模块，与所述中央处理模块的第四通信端口连接，用于接收所中央处理模块发送的结束命令来结束检测过程并输出检测结果。
2.根据权利要求1所述的一种戒毒检测系统，其特征在于，所述中央处理模块包括：
测试结束判断单元；
测试生理电信号分析单元，与所述测试结束判断单元的第一通信端口连接，用于所述测试生理电信号与所述基准生理电信号进行比较；
冥想生理电信号分析单元，与所述测试结束判断单元的第二通信端口连接，用于对所述冥想后收集到的生理电信号进行计算，判断冥想过程的有效性。
3.根据权利要求2所述的一种戒毒检测系统，其特征在于，所述中央处理模块还包括：
冥想生理电信号测试次数控制单元，与所述测试结束判断单元的第三通信端口连接，用于记录所述冥想过程次数并限定所述冥想过程次数。
4.根据权利要求1所述的一种戒毒检测系统，其特征在于，
所述测试生理电信号获取模块包括心电信号采集设备、脑电信号采集设备和皮肤电信号采集设备的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种戒毒检测系统，其特征在于，
所述冥想生理电信号获取模块包括心电信号采集设备、脑电信号采集设备和皮肤电信号采集设备的一种或多种，并与所述冥想生理电信号获取模块一一对应。
6.一种戒毒检测方法，其特征在于，采用戒毒检测系统权利要求1至5任一项所述的戒毒检测系统，具体包括如下步骤：
建立基准生理电信号步骤：利用生理电信号采集设备获取未受吸毒刺激信号时测试者的生理电信号，利用上述生理电信号建立基准电信号；
获取测试生理电信号步骤：利用生理电信号采集设备获取在吸毒刺激信号下测试者的生理电信号，上述生理电信号为测试生理电信号；
测试生理电信号分析步骤：将测试生理电信号与基准生理电信号进行比较并获得比较结果，并对比较结果进行判定，若比较结果未超过基准生理电信号阈值，则测试者脱敏成功，进入检测结束步骤，否则，进入获取冥想生理电信号步骤；
获取冥想生理电信号步骤：利用生理电信号采集设备获取测试者冥想过程的生理电信号，获得冥想生理电信号；
冥想生理电信号分析步骤：对获取的冥想生理电信号与测试生理电信号进行比较，判断冥想生理电信号是否有效，若有效则进入获取测试生理电信号步骤，若无效，则进入检测结束步骤。
7.根据权利要求6所述的一种戒毒检测方法，其特征在于，
还包括冥想生理电信号获取次数控制步骤：当冥想生理电信号有效时，记录冥想生理电信号测试次数，若超过门限次数，则结束检测过程，否则，进入获取测试生理电信号步骤。
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